近日,我校材料與化學化工學部嚴鋒教授課題組在《自然-材料》(Nature Materials)期刊上發表了題為“Flexible fibre-shaped fuel cells with gel-mediated internal pressure encapsulation”的研究論文。論文以蘇州大學第一及通訊署名單位發表,第一作者為我校博士生袁永江、劉子央,通訊作者為我校嚴鋒教授、孫哲副研究員,以及東華大學朱美芳教授。
為應對移動設備與可穿戴設備迅速普及帶來的對輕量化、柔性化能源解決方案日益增長的需求,近年來,研究人員開發出多種柔性電源系統,如柔性太陽能電池、柔性鋰離子電池等。目前,柔性電源系統仍面臨諸如對光源依賴性強、能量密度需求提升以及充電速度慢等挑戰。
該成果創新性報道了一種凝膠介導的內壓力封裝技術,并成功用于柔性纖維狀燃料電池的制備。研究團隊巧妙利用凝膠纖維在吸收甲醇(燃料)過程中展現的動態膨脹特性,提出了一套自適應內壓力封裝策略,最終高效制備出性能優異的纖維狀甲醇燃料電池。所制備的柔性燃料電池具備突出的環境適應性與實用性能:可在-22℃至70℃的寬溫度區間內穩定運行;兼具可裁剪性、防水性與快速燃料補給能力;經2000次大角度彎曲循環測試后,仍能保持穩定的放電性能。該成果為解決當前燃料電池及燃料電池堆在輕量化、柔性化發展中面臨的核心難題提供了具有價值的有效解決方案,對推動柔性能源器件的產業化應用具有重要意義。
柔性纖維狀燃料電池結構示意圖